JP2017035774A - Fastening system with vacuum alignment tool and methods of operating the same - Google Patents

Fastening system with vacuum alignment tool and methods of operating the same Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vacuum alignment tool for holding and aligning a first fastener with a second fastener, a fastening system, and a method for the same.SOLUTION: A vacuum alignment tool includes a main body 114 and the main body 114 includes an end wall 124 having an aperture 128 disposed therein and configured to receive at least a portion of a first fastener. The vacuum alignment tool also includes a vacuum receiving portion 116 coupled to the main body 114. The vacuum receiving portion 116 includes a vacuum bore 154 disposed therein, and a vacuum channel 160 extends within the main body 114 and within the vacuum receiving portion 116 between the aperture 128 and the vacuum bore 154.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本開示は、概して、締結システムに関し、特に、吸引力を用いてカラー（collar）をボルト上に配置する締結システム及び方法に関する。   The present disclosure relates generally to fastening systems, and more particularly, to fastening systems and methods that use a suction force to place a collar on a bolt.

少なくともいくつかの既知の締結システムは、カラーをボルトに取り付けるための複数の工程からなるプロセスを実行する。より具体的には、少なくともいくつかの既知の締結システムは、第１ステップにおいて、狭い公差内でカラーをボルトに位置合わせして、当該カラーをボルト上に配置するカラー供給システムを含む。位置合わせ公差が狭いため、少なくともいくつかのカラー供給システムにおいては、技術者が、各カラーをボルトに対して手作業で位置合わせして配置することになる。少なくともいくつかの既知の締結システムの第２ステップにおいては、加締め具（swaging tool）などの締結ツールを、予め位置決めされたカラーに位置合わせしてから、当該カラーをボルトに加締めることになる。加締め具をカラーに位置合わせする際には、カラーをボルトに位置合わせする場合と同様の狭い公差が存在する。   At least some known fastening systems perform a multi-step process for attaching a collar to a bolt. More specifically, at least some known fastening systems include a color supply system that, in a first step, aligns the collar with the bolt within narrow tolerances and places the collar on the bolt. Due to the narrow alignment tolerances, at least in some color supply systems, the technician will place each color manually aligned with the bolt. In a second step of at least some known fastening systems, a fastening tool, such as a swaging tool, is aligned with a pre-positioned collar and then the collar is crimped onto the bolt. . When aligning the crimping tool to the collar, there is a narrow tolerance similar to aligning the collar to the bolt.

したがって、少なくともいくつかの既知の締結システムにおいては、ある狭い公差に収まるようにシステムのコンポーネントを手作業で配置しなければならない場合があり、そのプロセスは時間がかかる。さらに、カラー又は加締めツールの何れか一方が位置ずれしていると、ボルトに対してカラーが正確に締結されないため、不適切に締結されたコンポーネントを取り外して再度プロセスを実行するために余計な時間及び労力がかかる。   Thus, in at least some known fastening systems, the components of the system may have to be manually placed to fit within some narrow tolerances, and the process is time consuming. In addition, if either the collar or the crimping tool is misaligned, the collar will not be fastened correctly to the bolt, which is extraneous to remove improperly fastened components and run the process again. It takes time and effort.

一態様において、第１留め具を保持して第２留め具に位置合わせするための真空位置合わせツールが提供される。上記真空位置合わせツールは、本体を含み、当該本体は、前記第１留め具の少なくとも一部を受容するように構成された開口を有する端壁を含む。上記真空位置合わせツールは、前記本体に接続された真空受け部を更に含む。上記真空受け部には、真空穴が形成されており、前記本体及び前記真空受け部の内部における前記開口と前記真空穴との間には、真空経路が延びている。   In one aspect, a vacuum alignment tool is provided for holding and aligning a first fastener with a second fastener. The vacuum alignment tool includes a body, and the body includes an end wall having an opening configured to receive at least a portion of the first fastener. The vacuum alignment tool further includes a vacuum receiver connected to the main body. A vacuum hole is formed in the vacuum receiving portion, and a vacuum path extends between the opening and the vacuum hole in the main body and the vacuum receiving portion.

他の態様においては、締結システムが提供される。上記締結システムは、第１留め具を第２留め具に接続するように構成された締結ツールと、当該締結ツールに接続された真空位置合わせツールとを含む。上記真空位置合わせツールは、本体を含み、当該本体は、前記第１留め具の少なくとも一部を受容するように構成された開口を有する端壁を含む。上記真空位置合わせツールは、前記本体に接続された真空受け部を更に含む。上記真空受け部には、真空穴が形成されており、前記開口と前記真空穴との間には真空経路が設けられている。上記締結システムは、前記真空受け部に接続されるとともに、前記真空経路を介して吸引力を加えて、少なくとも前記開口内における前記第１留め具の前記一部を保持するように構成された真空源を更に含む。   In another aspect, a fastening system is provided. The fastening system includes a fastening tool configured to connect the first fastener to the second fastener and a vacuum alignment tool connected to the fastening tool. The vacuum alignment tool includes a body, and the body includes an end wall having an opening configured to receive at least a portion of the first fastener. The vacuum alignment tool further includes a vacuum receiver connected to the main body. A vacuum hole is formed in the vacuum receiving portion, and a vacuum path is provided between the opening and the vacuum hole. The fastening system is connected to the vacuum receiving part and applies a suction force through the vacuum path to hold at least the part of the first fastener in the opening. Further includes a source.

更に他の態様において、締結システムを用いて、第１留め具を第２留め具に接続する方法が提供される。上記締結システムは、締結ツールと、真空位置合わせツールと、真空源と、を含む。上記方法は、前記真空位置合わせツールの本体に設けられた本体穴の内部に前記第１留め具を配置し、前記真空源を起動して、前記真空位置合わせツールに設けられた真空経路を介して、前記第１留め具に吸引力を加えることを含む。上記方法は、前記第２留め具の周りに前記第１留め具を配置することを更に含み、前記第１留め具及び前記第２留め具は同心状である。   In yet another aspect, a method for connecting a first fastener to a second fastener using a fastening system is provided. The fastening system includes a fastening tool, a vacuum alignment tool, and a vacuum source. In the method, the first fastener is disposed inside a body hole provided in a body of the vacuum alignment tool, the vacuum source is activated, and a vacuum path provided in the vacuum alignment tool is provided. And applying a suction force to the first fastener. The method further includes disposing the first fastener around the second fastener, wherein the first fastener and the second fastener are concentric.

初期位置における例示的な締結システムを示す斜視図である。1 is a perspective view showing an exemplary fastening system in an initial position. FIG. 図１に示す締結システムと共に用いられる例示的な真空アライメントツールを示す上面側斜視図である。2 is a top perspective view of an exemplary vacuum alignment tool used with the fastening system shown in FIG. 真空アライメントツールを示す底面側斜視図である。It is a bottom side perspective view showing a vacuum alignment tool. 真空アライメントツールを示す側方断面図である。It is side sectional drawing which shows a vacuum alignment tool. 真空アライメントツールを示す斜視断面図である。It is a perspective sectional view showing a vacuum alignment tool. 中間位置における締結システムを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the fastening system in an intermediate position. 後続位置における締結システムを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the fastening system in a subsequent position. 締結システムを操作するための例示的な方法を示すフロー図である。FIG. 3 is a flow diagram illustrating an exemplary method for operating a fastening system.

本明細書において説明する実施態様は、カラーなどの第１留め具を、ボルトなどの第２留め具に接続する際に用いられる締結システムを含む。締結システムは、カラー及びボルトを相互接続するために、これらのうち少なくとも一方と係合するロボット締結ツールを含む。締結システムは、締結ツールの端部に接続されるとともに、内部に設けられた穴にカラーを収容するように構成された真空作動型の位置合わせツールを更に含む。真空位置合わせツールは、真空源にも接続されている。この真空源は、位置合わせツールに形成された真空経路を介して吸引力を加えることにより、位置合わせツールの穴の内部の適切な位置でカラーを保持する。真空位置合わせツールが、（穴が締結ツールに同心状に揃った状態で）締結ツールに接続されているため、締結ツールを移動させてボルトと位置合わせすると、真空位置合わせツール内に予めセットされているカラーが、自動的にボルトと位置合わせされる。このように、締結システムは、真空位置合わせツールの穴の内部に予めセットされたカラーを保持することにより、対象とするボルト上にカラーを直接移動させる単一の工程を実行するので、ボルトに対してカラーを別途に位置合わせしてから締結ツールをカラー及びボルトに揃えるという工程を実行する必要がない。   The embodiments described herein include a fastening system used in connecting a first fastener, such as a collar, to a second fastener, such as a bolt. The fastening system includes a robot fastening tool that engages at least one of the collars and bolts to interconnect them. The fastening system further includes a vacuum actuated alignment tool connected to the end of the fastening tool and configured to receive the collar in a hole provided therein. The vacuum alignment tool is also connected to a vacuum source. The vacuum source holds the collar in place within the alignment tool hole by applying a suction force through a vacuum path formed in the alignment tool. Since the vacuum alignment tool is connected to the fastening tool (with the holes concentrically aligned with the fastening tool), when the fastening tool is moved and aligned with the bolt, it is pre-set in the vacuum alignment tool. The existing color is automatically aligned with the bolt. In this way, the fastening system performs a single step of moving the collar directly over the bolt of interest by retaining a pre-set collar inside the hole of the vacuum alignment tool, so that the bolt On the other hand, it is not necessary to perform the process of aligning the collar separately and aligning the fastening tool with the collar and bolt.

本明細書において、「a」又は「an」との単語に続けて単数形で記載される要素又は工程は、特に明記されていない限り、複数の要素又は工程を排除するものではない。更に、本開示の「例示的な実施態様」又は「一実施態様」に言及することは、記載されている特徴を同様に含む別の実施態様の存在を排除するものではない。   In this specification, an element or step described in the singular following the word “a” or “an” does not exclude a plurality of elements or steps unless otherwise specified. Furthermore, references to “exemplary embodiments” or “one embodiment” of the present disclosure do not exclude the presence of other embodiments that also include the recited features.

図１は、初期位置の例示的な締結システム１００を示す斜視図である。締結システム１００は、第１留め具と第２留め具とを含み、この第１留め具を第２留め具に接続するように構成されている。例示的な実施態様においては、第１留め具は、カラー１０２であり、第２留め具は、ボルト１０４である。代替の実施態様においては、締結システム１００は、任意のタイプの留め具を、対象とする第２留め具に接続するように構成されている。   FIG. 1 is a perspective view illustrating an exemplary fastening system 100 in an initial position. The fastening system 100 includes a first fastener and a second fastener, and is configured to connect the first fastener to the second fastener. In the exemplary embodiment, the first fastener is a collar 102 and the second fastener is a bolt 104. In an alternative embodiment, the fastening system 100 is configured to connect any type of fastener to the intended second fastener.

例示的な実施態様においては、締結システム１００は、例えば、限定するものではないが、加締め装置１０６などの締結ツールを含む。システム１００は、加締め装置１０６に接続された真空アライメントツール（ＶＡＴ）１０８と、ＶＡＴ１０８に接続された真空源１１０とを更に含む。一実施態様においては、締結システム１００は、装置１０６及びＶＡＴ１０８のうち少なくとも一方に接続された自動カラー供給システム１１２を更に含む。カラー供給システム１１２は、複数のカラー１０２を保持するとともに、これらのカラー１０２をＶＡＴ１０８に対して１つずつ供給する。代替の実施態様においては、締結システム１００は、カラー供給システム１１２を含まない。   In the exemplary embodiment, fastening system 100 includes a fastening tool such as, but not limited to, a crimping device 106. The system 100 further includes a vacuum alignment tool (VAT) 108 connected to the crimping device 106 and a vacuum source 110 connected to the VAT 108. In one embodiment, fastening system 100 further includes an automatic color supply system 112 connected to at least one of device 106 and VAT 108. The color supply system 112 holds a plurality of colors 102 and supplies these colors 102 to the VAT 108 one by one. In an alternative embodiment, fastening system 100 does not include color supply system 112.

図２〜５は、締結システム１００（図１に示す）において用いられるＶＡＴ１０８を示す図である。具体的には、図２は、上面側斜視図であり、図３は、底面側斜視図であり、図４は、側方断面図であり、図５は、斜視断面図である。例示的な実施態様においては、ＶＡＴ１０８は、本体１１４と、この本体１１４と一体的に形成された真空受け部１１６とを含む。代替の実施態様においては、真空受け部１１６は、本体１１４に接続された別個のコンポーネントである。本体１１４は、実質的に円筒状であり、第１端１１８と、反対側の第２端１２０とを含む。他の実施形態においては、本体１１４は、本明細書に記載のＶＡＴ１０８の動作を容易にする任意の形状を有する。例示的な実施態様においては、第２端１２０は、カラー１０２を内部に受容するように構成された本体穴１２２を含む。穴１２２は、第２端１２０から、本体１１４の第１端１１８側の端壁１２４に向かって延びている。例示的な実施態様においては、穴１２２は、カラー１０２の円い形状に対応するように、実質的に円形である。代替の実施態様においては、穴１２２は、カラー１０２の形状に対応する任意の形状を有する。また、穴１２２は、カラー１０２の外面１０３に対向する内面１２６を含む。例示的な実施態様において、面１２６及び面１０３は、約０．００１５インチから約０．００２５インチの範囲で離間している。これに代えて、面１２６及び面１０３は、穴１２２の周りの所定位置で互いに接触していてもよい。概して、カラー１０２と穴１２２との間の間隙又は空隙の公差は比較的小さく、カラー１０２は、穴１２２との間に最小限の間隙又は空隙を隔てた状態で、当該穴にフィットしている。   2-5 are diagrams showing the VAT 108 used in the fastening system 100 (shown in FIG. 1). Specifically, FIG. 2 is a top perspective view, FIG. 3 is a bottom perspective view, FIG. 4 is a side sectional view, and FIG. 5 is a perspective sectional view. In the exemplary embodiment, VAT 108 includes a main body 114 and a vacuum receiver 116 formed integrally with the main body 114. In an alternative embodiment, the vacuum receiver 116 is a separate component connected to the body 114. The body 114 is substantially cylindrical and includes a first end 118 and an opposite second end 120. In other embodiments, the body 114 has any shape that facilitates operation of the VAT 108 described herein. In the exemplary embodiment, second end 120 includes a body hole 122 configured to receive collar 102 therein. The hole 122 extends from the second end 120 toward the end wall 124 of the main body 114 on the first end 118 side. In the exemplary embodiment, hole 122 is substantially circular to accommodate the round shape of collar 102. In alternative embodiments, the holes 122 have any shape that corresponds to the shape of the collar 102. The hole 122 includes an inner surface 126 that faces the outer surface 103 of the collar 102. In the exemplary embodiment, surface 126 and surface 103 are spaced in the range of about 0.0015 inches to about 0.0025 inches. Alternatively, the surface 126 and the surface 103 may be in contact with each other at a predetermined position around the hole 122. In general, the tolerance of the gap or gap between the collar 102 and the hole 122 is relatively small, and the collar 102 fits into the hole with a minimal gap or gap between it and the hole 122. .

本体の第１端１１８における端壁１２４は、締結ツール１０６に着脱自在に接続できるように構成されている。例示的な実施態様においては、端壁１２４は、当該端壁を貫通する開口１２８を含む。この開口は、本体穴１２２と実質的に同心であり、当該穴の一部である。以下に詳述するように、開口１２８は、穴１２２内にカラーを保持するために、少なくともカラー１０２の一部を受容する内面１３０を含む。一実施態様においては、端壁１２４は、内部に設けられた切り欠き又は溝１３２（図４）を更に含む。この切り欠き又は溝は、第１端１１８の端面を実質的に平らにするために、カバー１３４を受容するように構成されている。他の実施態様においては、端壁１２４は、カバー１３４を含まない。   An end wall 124 at the first end 118 of the main body is configured to be detachably connected to the fastening tool 106. In the exemplary embodiment, end wall 124 includes an opening 128 that extends through the end wall. This opening is substantially concentric with the body hole 122 and is part of the hole. As will be described in detail below, the opening 128 includes an inner surface 130 that receives at least a portion of the collar 102 to retain the collar within the hole 122. In one embodiment, end wall 124 further includes a notch or groove 132 (FIG. 4) provided therein. This notch or groove is configured to receive the cover 134 to substantially flatten the end face of the first end 118. In other embodiments, end wall 124 does not include a cover 134.

例示的な実施態様においては、真空受け部１１６は、実質的に円筒状であり、遠位の第１端１５０、及び、本体１１４と一体的に形成された反対側の第２端１５２を含む。代替の実施態様においては、真空受け部１１６は、本体１１４とは別のコンポーネントであり、第２端１５２は、本体１１４に接続されている。例示的な実施態様においては、第１端１５０は、内部に真空源１１０を受容するように構成された真空穴１５４を含む。穴１５４は、第１端１５０から、ＶＡＴ１０８の内壁１５６へ向かって延びている。例示的な実施態様においては、穴１５４は、真空源１１０の円い形状に対応するように、実質的に円形である。代替の実施態様においては、穴１５４は、真空源１１０の形状に対応する任意の形状を有する。   In the exemplary embodiment, vacuum receiver 116 is substantially cylindrical and includes a distal first end 150 and an opposite second end 152 formed integrally with body 114. . In an alternative embodiment, the vacuum receiver 116 is a separate component from the body 114 and the second end 152 is connected to the body 114. In the exemplary embodiment, first end 150 includes a vacuum hole 154 configured to receive vacuum source 110 therein. The hole 154 extends from the first end 150 toward the inner wall 156 of the VAT 108. In the exemplary embodiment, hole 154 is substantially circular to correspond to the round shape of vacuum source 110. In alternative embodiments, the holes 154 have any shape that corresponds to the shape of the vacuum source 110.

内壁１５６は、本体１１４及び真空受け部１１６の両方の部分を含む。これにより、内壁１５６は、本体穴１２２と真空穴１５４との間の隔壁として機能する。より具体的には、内壁１５６の一表面は、本体穴１２２の内面１２６でもあり、内壁１５６の反対側の表面は、真空穴１５４の端面１５８である。上述したように、本体１１４及び真空受け部１１６は、両方とも実質的に円筒状であり、これらのそれぞれに、穴１２２及び穴１５４が形成されている。例示的な実施態様においては、本体１１４及び真空受け部１１６は、実質的に互いに垂直に配向されており、これにより、穴１２２及び穴１５４も実質的に互いに垂直に配向されている。   The inner wall 156 includes both the main body 114 and the vacuum receiving portion 116. Thereby, the inner wall 156 functions as a partition wall between the main body hole 122 and the vacuum hole 154. More specifically, one surface of the inner wall 156 is also the inner surface 126 of the body hole 122, and the opposite surface of the inner wall 156 is the end surface 158 of the vacuum hole 154. As described above, the main body 114 and the vacuum receiving portion 116 are both substantially cylindrical, and a hole 122 and a hole 154 are formed in each of them. In the exemplary embodiment, the body 114 and the vacuum receiver 116 are oriented substantially perpendicular to each other so that the holes 122 and 154 are also oriented substantially perpendicular to each other.

例示的な実施態様においては、ＶＡＴ１０８は、真空穴１５４を、本体穴１２２、より具体的には開口１２８と流体連通した状態で接続するように構成された真空経路１６０を更に含む。経路１６０は、本体１１４に設けられた第１部分１６２と、真空受け部１１６に設けられた第２部分１６４とを含む。これにより、経路１６０は、内壁１５６を貫通している。具体的には、第１部分１６２は、端壁１２４に設けられている。第１部分１６２は、開口１２８と流体連通する第１端１６６を含む。同様に、第２部分１６４は、真空穴１５４と流体連通する第２端１６８を含む。例示的な実施態様においては、経路１６０は、実質的にＬ形状であり、第１部分１６２及び第２部分１６４は、互いに実質的に垂直である。これに加えて、経路の各部分１６２及び１６４は、実質的に同じ厚み及び幅を有しており、経路１６０は、端１６６と端１６８との間において、一定の厚み及び幅を有する。代替の実施態様においては、経路の部分１６２及び１６４は、端１６６と端１６８との間で真空源１１０により印加される吸引力を変化させるために、様々な厚み及び／又は幅を含む。   In the exemplary embodiment, the VAT 108 further includes a vacuum path 160 configured to connect the vacuum hole 154 in fluid communication with the body hole 122, more specifically the opening 128. The path 160 includes a first portion 162 provided in the main body 114 and a second portion 164 provided in the vacuum receiving portion 116. Thereby, the path 160 penetrates the inner wall 156. Specifically, the first portion 162 is provided on the end wall 124. First portion 162 includes a first end 166 in fluid communication with opening 128. Similarly, the second portion 164 includes a second end 168 that is in fluid communication with the vacuum hole 154. In the exemplary embodiment, path 160 is substantially L-shaped, and first portion 162 and second portion 164 are substantially perpendicular to each other. In addition, the path portions 162 and 164 have substantially the same thickness and width, and the path 160 has a constant thickness and width between the ends 166 and 168. In alternative embodiments, the path portions 162 and 164 include various thicknesses and / or widths to vary the suction force applied by the vacuum source 110 between the ends 166 and 168.

経路１６０の第１部分１６２は、端壁１２４において、本体穴１２２の端面１２３と、端壁１２４の外面１２５との間に設けられている。例示的な実施態様においては、端壁１２４は、経路の第１部分１６２の厚みよりも僅かに大きい厚みを有する。代替の実施態様においては、端壁１２４及び経路の第１部分１６２は、本明細書に記載のＶＡＴ１０８の動作を容易にする任意の厚みを有する。カバー１３４を有する実施形態においては、経路の第１部分１６２は、カバー１３４と端面１２３との間で、少なくとも部分的にカバー１３４により形成されている。経路１６０は、真空穴１５４から、第１留め具を受容する本体穴１２２の上方に位置する開口部１２８の内面１３０に向かって延びている。これによって、本体穴１２２内に受容される第１留め具を保持するために、本体穴１２２の上方の開口１２８において真空を印加するための真空源との流体連通が確立される。   The first portion 162 of the path 160 is provided on the end wall 124 between the end surface 123 of the body hole 122 and the outer surface 125 of the end wall 124. In the exemplary embodiment, end wall 124 has a thickness that is slightly greater than the thickness of first portion 162 of the pathway. In alternative embodiments, the end wall 124 and the first portion 162 of the path have any thickness that facilitates the operation of the VAT 108 described herein. In an embodiment having a cover 134, the first portion 162 of the pathway is at least partially formed by the cover 134 between the cover 134 and the end surface 123. The passage 160 extends from the vacuum hole 154 toward the inner surface 130 of the opening 128 located above the body hole 122 that receives the first fastener. This establishes fluid communication with a vacuum source for applying a vacuum at the opening 128 above the body hole 122 to hold the first fastener received within the body hole 122.

上述したように、ＶＡＴ１０８は、本体１１４と真空受け部１１６とを含む一体的なコンポーネントである。例示的な実施態様においては、ＶＡＴ１０８は、付加製造（additive manufacutring）又は射出成形処理のうち一方を用いて、合成ポリマーから製造される。代替の実施形態においては、ＶＡＴ１０８は、本明細書で説明するように、任意の生産プロセスにより、ＶＡＴ１０８の動作を容易にする任意の材料から製造される。概して、ＶＡＴ１０８は、以下に詳述するように、部分的に可撓性を有する材料から製造される。これにより、ＶＡＴ１０８は、締結作業の後にカラー１０２を解放することができる。   As described above, the VAT 108 is an integral component that includes the main body 114 and the vacuum receiver 116. In the exemplary embodiment, VAT 108 is made from a synthetic polymer using one of additive manufacturing or injection molding processes. In an alternative embodiment, VAT 108 is manufactured from any material that facilitates operation of VAT 108 by any production process, as described herein. In general, the VAT 108 is manufactured from a partially flexible material, as will be described in detail below. This allows the VAT 108 to release the collar 102 after the fastening operation.

再度図１を参照すると、初期位置における締結システム１００が示されており、この位置において、ＶＡＴ１０８は、締結ツール１０６に接続され、真空源１１０は、ＶＡＴ１０８に接続されている。図６は、中間位置における締結システム１００を示しており、この位置において、カラー１０２は、ＶＡＴ１０８内にあり、ボルト１０４に位置合わせされている。図７は、図６に示した位置に後続する位置における締結システムを示しており、カラー１０２は、ボルト１０４の周りに配置され、締結ツール１０６は、カラー１０２及びボルト１０４のうち少なくとも一方と係合している。図８は、締結システム１００を操作するための例示的な方法２００を示すフロー図である。   Referring again to FIG. 1, the fastening system 100 is shown in an initial position, in which the VAT 108 is connected to the fastening tool 106 and the vacuum source 110 is connected to the VAT 108. FIG. 6 shows the fastening system 100 in an intermediate position, in which the collar 102 is in the VAT 108 and aligned with the bolt 104. FIG. 7 shows the fastening system in a position subsequent to the position shown in FIG. 6, where the collar 102 is disposed around the bolt 104 and the fastening tool 106 is engaged with at least one of the collar 102 and the bolt 104. Match. FIG. 8 is a flow diagram illustrating an exemplary method 200 for operating fastening system 100.

方法２００は、本体穴１２２内にカラー１０２を配置２０２することを含む。配置２０２の工程は、真空経路１６０の第１端１６６に近接する端壁１２４の開口１２８内に、カラー１０２の一部が配置されるように、穴１２２内にカラー１０２を配置することを含む。このような構成において、カラー１０２の外面１０３は、本体穴１２２の内面１２６及び開口１２８の内面１３０に隣接している。配置２０２の工程は、締結ツール１０６に接続されたカラー供給システム１１２から、カラー１０２を本体穴１２２に供給することを含みうる。代替の実施態様においては、本明細書に記載の締結システム１００の操作を容易にする任意の方法を用いて、カラー１０２が、本体穴１２２内に配置される。   The method 200 includes placing the collar 102 within the body hole 122. The step of placement 202 includes placing the collar 102 in the hole 122 such that a portion of the collar 102 is placed in the opening 128 in the end wall 124 proximate the first end 166 of the vacuum path 160. . In such a configuration, the outer surface 103 of the collar 102 is adjacent to the inner surface 126 of the body hole 122 and the inner surface 130 of the opening 128. The step of placement 202 may include supplying the collar 102 to the body hole 122 from a collar supply system 112 connected to the fastening tool 106. In alternative embodiments, the collar 102 is disposed within the body hole 122 using any method that facilitates operation of the fastening system 100 described herein.

方法２００は、真空源１１０を起動２０４して、真空経路１６０を介してカラー１０２に対して吸引力を加えることを更に含む。例示的な実施態様においては、真空源１１０が起動されると、カラー１０２が、本体穴１２２の下側で支持されていなくても当該本体穴の内部に保持されるように、真空経路１６０を介してカラー１０２に吸引力が加えられる。したがって、カラー１０２に加えられる吸引力は、カラー１０２が本体穴１２２内に配置されている際に、重力に打ち勝つのに十分な強さを有する。吸引力により、カラー１０２の外面が、内面１２６及び内面１３０のうち少なくとも一方に接触して、真空が、真空経路１６０内に形成されることになる。   The method 200 further includes activating 204 the vacuum source 110 to apply a suction force to the collar 102 via the vacuum path 160. In the exemplary embodiment, when the vacuum source 110 is activated, the vacuum path 160 is configured such that the collar 102 is retained within the body hole, even though it is not supported below the body hole 122. Thus, a suction force is applied to the collar 102. Accordingly, the suction force applied to the collar 102 is strong enough to overcome gravity when the collar 102 is disposed within the body hole 122. With the suction force, the outer surface of the collar 102 contacts at least one of the inner surface 126 and the inner surface 130, and a vacuum is formed in the vacuum path 160.

例示的な実施形態においては、カラー１０２がＶＡＴ１０８内に配置された後、方法２００は、締結ツール１０６及びＶＡＴ１０８を動かして、カラー１０２をボルト１０４の周りに配置２０６することを更に含む。配置１０６の工程は、締結ツール１０６をボルト１０４に位置合わせすることを含む。ＶＡＴ１０８は、既に締結ツール１０６に位置合わせされており、カラー１０２は、ＶＡＴ１０８内に配置されているので、締結ツール１０６をボルト１０４に揃えることにより、自動的にカラー１０２をボルト１０４に位置合わせして、カラー１０２をボルト１０４の周りに配置することができる。このように、締結システム１００は、ＶＡＴ１０８の本体穴１２２内にカラー１０２を保持することにより、対象とするボルト１０４上にカラー１０２を直接移動させる単一の工程を実行するので、少なくともいくつかの既知の締結システムにおいて必要な、ボルトに対してカラーを別途に位置合わせしてから、締結ツールをカラー及びボルトに揃えるという工程を実行する必要がない。   In the exemplary embodiment, after the collar 102 is placed in the VAT 108, the method 200 further includes moving the fastening tool 106 and the VAT 108 to place the collar 102 around the bolt 104. The step of placement 106 includes aligning the fastening tool 106 with the bolt 104. Since the VAT 108 is already aligned with the fastening tool 106 and the collar 102 is disposed within the VAT 108, aligning the fastening tool 106 with the bolt 104 automatically aligns the collar 102 with the bolt 104. Thus, the collar 102 can be disposed around the bolt 104. In this way, the fastening system 100 performs at least some of the steps by holding the collar 102 within the body hole 122 of the VAT 108 to move the collar 102 directly over the bolt 104 of interest. There is no need to perform the step of aligning the collar separately with respect to the bolt and aligning the fastening tool with the collar and bolt, which is necessary in known fastening systems.

方法２００は、カラー１０２がボルト１０４の周りに配置されると、真空源１１０の動作を停止させることを更に含む。ＶＡＴ１０８は、ボルト１０４上でカラー１０２を支持しており、この状態で、真空源１１０の動作が停止される。他の実施態様においては、真空源１１０は、カラー１０２がボルト１０４の周りに配置されている際にも、カラー１０２に対して吸引力を加え続ける。例示的な実施態様においては、カラー１０２がボルト１０４の周りに配置されている際、締結ツール１０６は、カラー１０２及びボルト１０４のうち少なくとも一方と係合することにより、ボルト１０４に対するカラー１０２の接続を容易にする。一実施態様においては、カラー１０２は、ボルト１０４に加締められる。代替の実施態様においては、カラー１０２は、任意の接続方法により、ボルト１０４に接続される。   The method 200 further includes deactivating the vacuum source 110 when the collar 102 is positioned around the bolt 104. The VAT 108 supports the collar 102 on the bolt 104, and the operation of the vacuum source 110 is stopped in this state. In other embodiments, the vacuum source 110 continues to apply a suction force to the collar 102 as the collar 102 is positioned around the bolt 104. In the exemplary embodiment, when the collar 102 is positioned around the bolt 104, the fastening tool 106 engages at least one of the collar 102 and the bolt 104 to connect the collar 102 to the bolt 104. To make it easier. In one embodiment, the collar 102 is crimped to the bolt 104. In alternative embodiments, the collar 102 is connected to the bolt 104 by any connection method.

本明細書で説明する実施態様は、カラーなどの第１留め具を、ボルトなどの第２留め具に接続する際に用いられる締結システムを含む。締結システムは、カラー及びボルトを互いに接続するために、これらのうち少なくとも一方と係合するロボット締結ツールを含む。締結システムは、締結ツールに接続されるとともに、内部に設けられた穴にカラーを収容するように構成された真空式の位置合わせツールを更に含む。真空位置合わせツールは、真空源にも接続されている。この真空源は、位置合わせツールに形成された真空経路を介して吸引力を加えることにより、位置合わせツールの穴の内部の適切な位置でカラーを保持する。真空位置合わせツールが、締結ツールに接続されているため、締結ツールを移動させてボルトと位置合わせすると、真空位置合わせツール内に予めセットされているカラーが、自動的にボルトと位置合わせされる。   Embodiments described herein include a fastening system that is used in connecting a first fastener, such as a collar, to a second fastener, such as a bolt. The fastening system includes a robot fastening tool that engages at least one of the collar and the bolt to connect them together. The fastening system further includes a vacuum alignment tool connected to the fastening tool and configured to receive the collar in a hole provided therein. The vacuum alignment tool is also connected to a vacuum source. The vacuum source holds the collar in place within the alignment tool hole by applying a suction force through a vacuum path formed in the alignment tool. Since the vacuum alignment tool is connected to the fastening tool, when the fastening tool is moved and aligned with the bolt, the collar preset in the vacuum alignment tool is automatically aligned with the bolt. .

このように、締結システムは、真空位置合わせツールの穴の内部に予めセットされたカラーを保持することにより、対象とするボルト上にカラーを直接移動させる単一の工程を実行するので、ボルトに対してカラーを別途に位置合わせしてから締結ツールをカラー及びボルトに揃えるという工程を実行する必要がない。本明細書で説明した実施態様は、締結プロセスを遂行するために要する工程数を減らすことにより、自動化プロセスを容易に単純化することができる。本明細書で説明した締結システムは、更に、繰り返し精度（repeatability）の向上、欠陥の発生数の低減、手直しの作業量の低減、サイクル時間の短縮、全体的な原価モデル（overall cost model）の向上を実現することができる。   In this way, the fastening system performs a single step of moving the collar directly over the bolt of interest by retaining a pre-set collar inside the hole of the vacuum alignment tool, so that the bolt On the other hand, it is not necessary to perform the process of aligning the collar separately and aligning the fastening tool with the collar and bolt. The embodiments described herein can easily simplify the automated process by reducing the number of steps required to perform the fastening process. The fastening system described herein further improves repeatability, reduces the number of defects, reduces the amount of rework, shortens cycle time, and reduces the overall cost model. Improvements can be realized.

本発明の様々な例における特定の特徴は、便宜上、いくつかの図面には示され、他の図面には示されていないこともある。本発明の原理に従って、ある図面の特徴は、他の図面の任意の特徴と組み合わせて参照及び／又は権利請求される場合がある。   Certain features in various examples of the invention may be shown in some drawings for convenience and may not be shown in others. In accordance with the principles of the invention, features of one drawing may be referenced and / or claimed in combination with any feature of other drawings.

更に、本開示は、以下の付記による実施形態も含む。   The present disclosure further includes embodiments according to the following supplementary notes.

付記１．第１留め具を保持して第２留め具に位置合わせするための真空位置合わせツールであって、
前記第１留め具の少なくとも一部を受容するように構成された開口を有する端壁を含む本体と、
前記本体に接続された真空受け部と、を含み、前記真空受け部には真空穴が形成されており、前記本体及び前記真空受け部の内部における、前記開口と前記真空穴との間には真空経路が延びている、真空位置合わせツール。 Appendix 1. A vacuum alignment tool for holding and aligning the first fastener to the second fastener,
A body including an end wall having an opening configured to receive at least a portion of the first fastener;
A vacuum receiving portion connected to the main body, wherein a vacuum hole is formed in the vacuum receiving portion, and between the opening and the vacuum hole in the main body and the vacuum receiving portion. Vacuum alignment tool with extended vacuum path.

付記２．前記本体は、前記第１留め具を受容するように構成された本体穴を含み、当該本体穴は、前記本体の遠位端から前記端壁まで延びている、付記１に記載の真空位置合わせツール。   Appendix 2. The vacuum alignment of claim 1, wherein the body includes a body hole configured to receive the first fastener, the body hole extending from a distal end of the body to the end wall. tool.

付記３．前記本体穴及び前記開口は同心状である、付記２に記載の真空位置合わせツール。   Appendix 3. The vacuum alignment tool according to appendix 2, wherein the body hole and the opening are concentric.

付記４．前記本体穴と前記真空穴との間に設けられた内壁を更に含み、前記真空経路は、前記内壁を貫通している、付記２に記載の真空位置合わせツール。   Appendix 4. The vacuum alignment tool according to appendix 2, further including an inner wall provided between the main body hole and the vacuum hole, wherein the vacuum path penetrates the inner wall.

付記５．前記真空経路は、前記端壁に設けられた第１部分と、前記真空受け部に設けられた第２部分とを含む、付記１に記載の真空位置合わせツール。   Appendix 5. The vacuum alignment tool according to appendix 1, wherein the vacuum path includes a first portion provided on the end wall and a second portion provided on the vacuum receiving portion.

付記６．前記第１部分は、前記第２部分に対して実質的に垂直である、付記５に記載の真空位置合わせツール。   Appendix 6. The vacuum alignment tool according to claim 5, wherein the first portion is substantially perpendicular to the second portion.

付記７．前記本体及び前記真空受け部は、実質的に円筒状であり、前記真空受け部は、前記本体に対して実質的に垂直に配向されている、付記１に記載の真空位置合わせツール。   Appendix 7. The vacuum alignment tool according to claim 1, wherein the main body and the vacuum receiving portion are substantially cylindrical, and the vacuum receiving portion is oriented substantially perpendicular to the main body.

付記８．前記端壁は、前記真空経路を少なくとも部分的に形成するカバーを含む、付記１に記載の真空位置合わせツール。   Appendix 8. The vacuum alignment tool according to claim 1, wherein the end wall includes a cover that at least partially forms the vacuum path.

付記９．第１留め具を第２留め具に接続するように構成された締結ツールと、
前記締結ツールに接続された真空位置合わせツールと、を含む締結システムであって、前記真空位置合わせツールは、
前記第１留め具の少なくとも一部を受容するように構成された開口を有する端壁を含む本体と、
前記本体に接続された真空受け部と、を含み、前記真空受け部には真空穴が形成されており、前記開口と前記真空穴との間には真空経路が設けられており、
前記真空受け部に接続されるとともに、前記真空経路を介して吸引力を加えて、少なくとも前記開口内における前記第１留め具の前記一部を保持するように構成された真空源を更に含む、締結システム。 Appendix 9. A fastening tool configured to connect the first fastener to the second fastener;
A vacuum alignment tool connected to the fastening tool, the vacuum alignment tool comprising:
A body including an end wall having an opening configured to receive at least a portion of the first fastener;
A vacuum receiving portion connected to the main body, wherein a vacuum hole is formed in the vacuum receiving portion, and a vacuum path is provided between the opening and the vacuum hole,
A vacuum source connected to the vacuum receiver and configured to apply a suction force through the vacuum path to hold at least the portion of the first fastener in the opening; Fastening system.

付記１０．前記本体は、前記第１留め具を受容するように構成された本体穴を含み、当該本体穴は、前記本体の遠位端から前記端壁まで延びている、付記９に記載の締結システム。   Appendix 10. The fastening system of claim 9, wherein the body includes a body hole configured to receive the first fastener, the body hole extending from a distal end of the body to the end wall.

付記１１．前記本体穴及び前記開口は同心状である、付記１０に記載の締結システム。   Appendix 11. The fastening system according to claim 10, wherein the body hole and the opening are concentric.

付記１２．前記本体穴と前記真空穴との間に設けられた内壁を更に含み、前記真空経路は、前記内壁を貫通している、付記１０に記載の締結システム。   Appendix 12. The fastening system according to claim 10, further comprising an inner wall provided between the main body hole and the vacuum hole, wherein the vacuum path penetrates the inner wall.

付記１３．前記真空経路は、前記端壁に設けられた第１部分と、前記真空受け部に設けられた第２部分とを含み、前記第１部分は、前記第２部分に対して実質的に垂直である、付記９に記載の締結システム。   Appendix 13. The vacuum path includes a first portion provided on the end wall and a second portion provided on the vacuum receiving portion, and the first portion is substantially perpendicular to the second portion. The fastening system according to appendix 9, wherein

付記１４．締結ツールと、真空位置合わせツールと、真空源とを含む締結システムを用いて、第１留め具を第２留め具に接続する方法であって、
前記真空位置合わせツールの本体に設けられた本体穴の内部に前記第１留め具を配置し、
前記真空源を起動して、前記真空位置合わせツールに設けられた真空経路を介して、前記第１留め具に吸引力を加え、
前記第２留め具の周りに前記第１留め具を配置する、ことを含み、前記第１留め具及び第２留め具は同心状である、方法。 Appendix 14. A method of connecting a first fastener to a second fastener using a fastening system that includes a fastening tool, a vacuum alignment tool, and a vacuum source comprising:
Placing the first fastener inside a body hole provided in the body of the vacuum alignment tool;
Activate the vacuum source and apply a suction force to the first fastener via a vacuum path provided in the vacuum alignment tool;
Placing the first fastener around the second fastener, wherein the first fastener and the second fastener are concentric.

付記１５．更に、前記第１留め具を前記第２留め具に位置合わせする、付記１４に記載の方法。   Appendix 15. The method of claim 14, further comprising aligning the first fastener to the second fastener.

付記１６．更に、前記真空源を、前記真空位置合わせツールの真空受け部に設けられた真空穴に接続する、付記１４に記載の方法。   Appendix 16. The method according to claim 14, further comprising connecting the vacuum source to a vacuum hole provided in a vacuum receiving portion of the vacuum alignment tool.

付記１７．前記第１留め具を配置するに際して、前記第１留め具の少なくとも一部を、前記本体の端壁に設けられた開口内に配置する、付記１４に記載の方法。   Appendix 17. 15. The method according to appendix 14, wherein at the time of disposing the first fastener, at least a part of the first fastener is disposed in an opening provided in an end wall of the main body.

付記１８．前記真空源を起動するに際して、前記端壁に設けられるとともに、前記開口と流体連通する前記真空経路の第１部分、及び、前記真空位置合わせツールにおいて前記真空源に接続された真空受け部に設けられた前記真空経路の第２部分、を介して前記吸引力を加える、付記１７に記載の方法。   Appendix 18. When activating the vacuum source, the vacuum source is provided on the end wall, and is provided in a first portion of the vacuum path that is in fluid communication with the opening, and a vacuum receiving portion connected to the vacuum source in the vacuum alignment tool 18. The method of claim 17, wherein the suction force is applied through a second portion of the vacuum path formed.

付記１９．更に、前記第１留め具が、前記第２留め具の周りに配置された後に、前記真空源の動作を停止する、付記１４に記載の方法。   Appendix 19. 15. The method of claim 14, further comprising stopping the operation of the vacuum source after the first fastener is disposed around the second fastener.

付記２０．更に、前記第２留め具を前記締結ツールに係合させて、前記第１留め具を前記第２留め具に接続する、付記１４に記載の方法。   Appendix 20. 15. The method of claim 14, further comprising engaging the second fastener with the fastening tool to connect the first fastener to the second fastener.

本明細書は、例を用いてベストモードを含む様々な実施形態を開示することよって、任意の装置又はシステムを製造及び使用すること、及び、組み入れられた方法を実行することを含めて、当業者がこれらの実施形態を実施することができるようにしたものである。本開示の特許を求める範囲は、特許請求の範囲によって規定されるものであり、当業者が思い付く他の実施例を含みうる。そのような他の例は、特許請求の範囲の文言と相違しない構成要素を有する場合、又は、特許請求の範囲の文言と実質的に相違しない均等の構成要素を含む場合において、特許請求の範囲に含まれることを意図している。   This written description includes the manufacture and use of any apparatus or system and the implementation of the incorporated methods by disclosing various embodiments, including best modes, by way of example. It is intended that a trader can implement these embodiments. The patentable scope of the disclosure is defined by the claims, and may include other examples that occur to those skilled in the art. Such other examples include components that do not differ from the language of the claims, or include equivalent components that do not substantially differ from the language of the claims. Is intended to be included in

Claims (14)

第１留め具を保持して第２留め具に位置合わせするための真空位置合わせツールであって、
前記第１留め具の少なくとも一部を受容するように構成された開口を有する端壁を含む本体と、
前記本体に接続された真空受け部と、を含み、前記真空受け部には真空穴が形成されており、前記本体及び前記真空受け部の内部における、前記開口と前記真空穴との間には真空経路が延びている、真空位置合わせツール。 A vacuum alignment tool for holding and aligning the first fastener to the second fastener,
A body including an end wall having an opening configured to receive at least a portion of the first fastener;
A vacuum receiving portion connected to the main body, wherein a vacuum hole is formed in the vacuum receiving portion, and between the opening and the vacuum hole in the main body and the vacuum receiving portion. Vacuum alignment tool with extended vacuum path. 前記本体は、前記第１留め具を受容するように構成された本体穴を含み、当該本体穴は、前記本体の遠位端から前記端壁まで延びている、請求項１に記載の真空位置合わせツール。   The vacuum position according to claim 1, wherein the body includes a body hole configured to receive the first fastener, the body hole extending from a distal end of the body to the end wall. Alignment tool. 前記本体穴及び前記開口は同心状である、請求項２に記載の真空位置合わせツール。   The vacuum alignment tool of claim 2, wherein the body hole and the opening are concentric. 前記本体穴と前記真空穴との間に設けられた内壁を更に含み、前記真空経路は、前記内壁を貫通している、請求項１又は２に記載の真空位置合わせツール。   The vacuum alignment tool according to claim 1, further comprising an inner wall provided between the body hole and the vacuum hole, wherein the vacuum path passes through the inner wall. 前記真空経路は、前記端壁に設けられた第１部分と、前記真空受け部に設けられた第２部分とを含む、請求項１〜３の何れかに記載の真空位置合わせツール。   The vacuum alignment tool according to claim 1, wherein the vacuum path includes a first portion provided on the end wall and a second portion provided on the vacuum receiving portion. 前記本体及び前記真空受け部は、実質的に円筒状であり、前記真空受け部は、前記本体に対して実質的に垂直に配向されている、請求項１に記載の真空位置合わせツール。   The vacuum alignment tool according to claim 1, wherein the body and the vacuum receiver are substantially cylindrical, and the vacuum receiver is oriented substantially perpendicular to the body. 請求項１に記載の真空位置合わせツールを含む締結システムであって、
第１留め具を第２留め具に接続するように構成された締結ツールと、
前記真空受け部に接続されるとともに、前記真空経路を介して吸引力を加えて、少なくとも前記開口内における前記第１留め具の前記一部を保持するように構成された真空源と、を更に含む、締結システム。 A fastening system comprising a vacuum alignment tool according to claim 1,
A fastening tool configured to connect the first fastener to the second fastener;
A vacuum source connected to the vacuum receiver and configured to hold at least the portion of the first fastener in the opening by applying a suction force through the vacuum path; Including fastening system. 前記本体は、前記第１留め具を受容するように構成された本体穴を含み、当該本体穴は、前記本体の遠位端から前記端壁まで延びている、請求項７に記載の締結システム。   The fastening system of claim 7, wherein the body includes a body hole configured to receive the first fastener, the body hole extending from a distal end of the body to the end wall. . 前記本体穴及び前記開口は同心状である、請求項８に記載の締結システム。   The fastening system of claim 8, wherein the body hole and the opening are concentric. 前記本体穴と前記真空穴との間に設けられた内壁を更に含み、前記真空経路は、前記内壁を貫通している、請求項８に記載の締結システム。   The fastening system according to claim 8, further comprising an inner wall provided between the body hole and the vacuum hole, wherein the vacuum path passes through the inner wall. 前記真空経路は、前記端壁に設けられた第１部分と、前記真空受け部に設けられた第２部分とを含み、前記第１部分は、前記第２部分に対して実質的に垂直である、請求項７に記載の締結システム。   The vacuum path includes a first portion provided on the end wall and a second portion provided on the vacuum receiving portion, and the first portion is substantially perpendicular to the second portion. The fastening system according to claim 7. 締結ツールと、真空位置合わせツールと、真空源とを含む締結システムを用いて、第１留め具を第２留め具に接続する方法であって、
前記真空位置合わせツールの本体に設けられた本体穴の内部に前記第１留め具を配置し、
前記真空源を起動して、前記真空位置合わせツールに設けられた真空経路を介して、前記第１留め具に吸引力を加え、
前記第２留め具の周りに前記第１留め具を配置する、ことを含み、前記第１留め具及び第２留め具は同心状である、方法。 A method of connecting a first fastener to a second fastener using a fastening system that includes a fastening tool, a vacuum alignment tool, and a vacuum source comprising:
Placing the first fastener inside a body hole provided in the body of the vacuum alignment tool;
Activate the vacuum source and apply a suction force to the first fastener via a vacuum path provided in the vacuum alignment tool;
Placing the first fastener around the second fastener, wherein the first fastener and the second fastener are concentric. 更に、前記第１留め具を前記第２留め具に位置合わせし、前記第１留め具を配置するに際して、前記第１留め具の少なくとも一部を、前記本体の端壁に設けられた開口内に配置する、請求項１２に記載の方法。   Further, when the first fastener is aligned with the second fastener and the first fastener is disposed, at least a part of the first fastener is placed in an opening provided in the end wall of the main body. The method of claim 12, wherein 更に、前記真空源を、前記真空位置合わせツールの真空受け部に設けられた真空穴に接続する、請求項１２に記載の方法。   The method according to claim 12, further comprising connecting the vacuum source to a vacuum hole provided in a vacuum receiving portion of the vacuum alignment tool.
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